防治技术玻璃纤维池窑废气余热回收及脱硫除尘张司桥1葛林2钱培金3范军3（1.杭州浙大求是环保工程有限公司，浙江杭州310027；（2.济宁三号煤矿，山东济宁272069；3.煤炭科学研究总院杭州环境保护研究所，浙江杭州311201）济效益较好。该废气含有S2、烟尘等污染物，且烟尘具有高温气溶低温析出板结的特性，采用专门针对该废气设计的一体化脱硫除尘器，处理后废气可达到《工业窑炉大气污染物排放标准》中二级标准。

　　1概述2007年中国国内玻璃纤维生产总量达到160万t，比2006年提高38%其中池窑拉丝产量达到116万t比2006年提高30%，现已远远超过老牌世界第一的美国，成为名副其实的世界玻纤第一生产大国。该行业同时又是耗能和污染大户，玻璃纤维池窑产生的废气，不仅需要脱硫除尘至达标排放，而且余热的回收利用也是重要的内容，既是节约能源的需要，也是保证工程安全可行的需要。本文介绍浙江某玻璃纤维生产企业废气余热回收及脱硫除尘工程实例。

　　2废气性质及设计指标该企业引进先进的无氟原料配方生产技术建成年产25000t池窑拉丝及制品生产线，加热燃料为180重油，燃料含硫率1.2%~1.6%，池窑废气排放量24000N.d.m3/h，温度500°C~800°C，废气污染状况及设计指标见表1.玻璃纤维池窑废气具有如下特点：温度高，池窑废气经过金属换热器后外排温度一般为500C~800Q内含热值较高，如不回收则白白流失，浪费能源，而且过高的温度会造成处理设施的选材极为困难，工程造价大幅增加。

　　粉尘性质特殊，由于玻璃池窑内温度在1 300°C以上，配料中所含的部分盐类升华及少量纤维玻璃成分流失以气溶胶的形式随废气排出，当废气温度下降至250C左右时，这些盐类和玻璃成分蒸气由于凝华作用又变回固态，从而形成烟雾状粉尘，当温度降至120C以下时，还会析出黄绿色具有一定粘性和腐蚀性的固体物质，很容易板结而阻塞管道和设备。

　　废气中含有较高浓度的S02主要来自燃料燃烧，也有部分来自原料中的芒硝（主要成分Na2S4）高温分解产生的SO2.表1设计参数及要求原始数据设计要求S2浓度烟尘浓度余热回收/%回收率大于80%工况要求阻力波动幅度士注：S2与烟尘浓度单位为mg/N……m3 3处理工艺3.1工艺流程3.2主要处理设施介绍3.2.1余热锅炉选用专为玻璃窑炉余热回收设计的卧式烟管型余热锅炉。锅炉由前后烟箱及锅炉主体构成，前烟箱便于锅炉清灰时烟灰沉积于其底部，后烟箱下部为灰斗，上部为出口，正立面有活动管塞可无需停机在线逐根对烟管清灰。锅炉主体由前部水冷壁构成的辐射冷却室和锅壳式烟管构成的本体两大部分，前者可使一部分气态炉料因冷凝析出并在烟气突然降速的情况下沉降下来，降低烟管堵塞几率。余热锅炉选型参数为：烟气量24000Nm3/h；烟气入口温度为500C额定蒸发量约3.5/h；额定蒸汽压力1.27MPa；锅炉出口温度低于250C净阻力低于700Pa. 3.2.2脱硫除尘器用于玻璃纤维池窑废气的脱硫除尘工艺可分为干法、半干法及湿法。干法和半干法相对湿法而言，在防腐方面有一定优势，但是由于反应机理的限制，脱硫效率低而且Ca/S比大，一般1.5~3.1之间，投资和运行费用高，操作参数要求严格，自控反应滞后，操作不当很容易造成后端袋式过滤除尘或者电除尘设备的堵塞和腐蚀。更重要的是由于玻璃纤维废气粉尘的特性，使得后端除尘设备堵塞的风险大大增加。而湿法脱硫除尘因为脱硫率高、操作简便稳定、投资运行费用低而被广泛应用于国内玻璃行业废气净化工程。仍然是由于玻璃纤维废气粉尘性质，板式塔、填料塔甚至喷淋塔等湿法脱硫除尘常用的设备很容易被低温析出固体物所板结堵塞后果比较严重，较多的工程实践证明了这一点，因此该类反应器不宜直接用于玻璃纤维池窑废气处理，脱硫除尘器的设计或选型除了保证脱硫除尘效率外，防堵和防腐的考量也是重中之重，决定工程的成败。

　　本工程中所用脱硫除尘器是专为玻璃纤维窑炉设计的新型一体化装置，主要由惯性除尘、湿式除尘脱硫、三相分离、自热升温等四个子系统组成，结构示意见所示。

　　惯性除尘：利用高程的自然转折，形成惯性除尘单元，首先去除已经析出的大颗粒粉尘。

　　除尘脱硫：烟气先经过导流板形成高速旋转气流，脱硫液经专用喷头喷射成旋转伞状水幕气液两相在反应器内垂直相交并水平逆向旋转，极大提高了气液接触面。在旋转离心力的作用下，水和尘一起被甩到壁上，产生水膜除尘的效果。

　　因为气与水接触区域不存在腐蚀和阻塞问题。还因气液充分接触而保证了脱硫除尘效率。

　　三相分离：除尘脱硫后废气温度急剧下降至120°C以下，结晶物大量析出，烟气带水、带固严重时会堵塞、腐蚀后端设备并改变引风机工况。本反应器采用大空腔旋流方式实现气、水、固的分离，避免了折流板、旋流板以及丝网等常用脱水装置易被固体物板结阻塞的弊端。

　　自热升温：利用除尘脱硫前的高温烟气对除尘脱硫后的低温潮湿烟气进行再加热，使烟气的温度升高8°C左右至雾点以上，减少烟气带水。

　　脱硫塔主体采用矿渣硅酸盐混凝土结构。根据不同区域的环境，内壁分别采用耐火材料、花岗岩及高温烟囱漆贴面或涂刷，成功地解决了高温和腐蚀问题，且造价较为合理，比不锈钢材质设备成本降低30%左右。

　　3.2.3自动平衡引风系统自动平衡引风系统控制整个废气处理设施的阻力变化范围不超过±12Pa控制系统见所示。可编程控制器选用西门子S300系列，变频器采用三菱FR系列引风机专用变频器，压力变送器采用微差压计，引风机选用W9-38C型锅炉引风机，材质sus316L. 4运行情况4.1处理效果该工程自2005年运行以来运转平稳，处理设施耐腐及防堵性能良好，各项指均能达到《工业窑炉大气污染物排放标准》中二级标准，监测结果见表2.表2监测结果项目监测结果温度八：实测废气量（nh-1）标干态废气量/（Ndm3二氧化硫浓度/（mgN」d-1.m烟尘浓度（mg/N-1林格曼黑度4.2运行成本与效益3万元，其中电费约为173万元，药剂费14.0万元。折合17. 9元/纤维（实际产能平均为设计值的72%）5结语经过余热回收可以回收利用玻璃纤维窑炉烟气中的80%以上的热量。采用专门设计的一体化脱硫除尘器，各污染指标可以达到排放标准，并成功地解决了反应器板结堵塞及设备腐蚀的问题。实践表明该工程基本做到环境效益、经济效益的双赢，具有推广价值。